CN112295120A - 一种超声理疗设备及其超声波功率的控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超声波功率的控制装置，由于本发明在现有技术的基础之上，设置了功率检测模块用以检测换能器接收到的交流电的电流值，并可以将其反馈给处理器进行电功率设定值的调整，从而形成了一个闭环控制系统，能够及时地对换能器接收到的交流电的电功率进行校正，使其等于电功率目标值，以便达到精准控制超声波功率的目的，提高了超声波功率的准确性，提升了超声理疗设备的理疗效果。本发明还公开了一种超声理疗设备，具有如上超声波功率的控制装置相同的有益效果。

Description

一种超声理疗设备及其超声波功率的控制装置

技术领域

本发明涉及超声波领域，特别是涉及一种超声波功率的控制装置，本发明还涉及一种超声理疗设备。

背景技术

超声理疗设备是一种能够产生超声波并对人体进行理疗的设备，超声理疗设备的工作原理为电功率控制模块可以在处理器的控制下调整交流电的电功率，换能器可以根据电功率调整后的交流电产生预设功率的超声波，为了使得换能器产生预设功率的超声波，处理器需要向电功率控制模块发送一个功率设定值，以便使得电功率控制模块能够输出电功率为功率设定值的交流电并使得换能器能够根据接收到的交流电产生预设功率的超声波，但是由于经过电功率控制模块中多个环节的处理，换能器接收到的交流电的电功率并不一定为功率设定值，也就是说换能器根据接收到的交流电并不能产生预设功率的超声波，如此一来，超声波功率的准确性较差，影响了超声理疗设备的理疗效果。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种超声波功率的控制装置，提高了超声波功率的准确性，提升了超声理疗设备的理疗效果；本发明的另一目的是提供一种包括上述超声波功率的控制装置的超声理疗设备，提高了超声波功率的准确性，提升了超声理疗设备的理疗效果。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种超声波功率的控制装置，应用于超声理疗设备，包括：

与所述超声理疗设备中换能器的输入端连接的功率检测模块，用于检测所述换能器接收到的交流电的功率值；

处理器，用于根据所述功率值以及所述换能器输入端的电功率目标值调整电功率设定值，并根据调整后的所述电功率设定值控制所述超声理疗设备中的电功率控制模块，以便所述功率值等于所述电功率目标值。

优选地，所述功率检测模块包括：

检测端与所述超声理疗设备中换能器的输入端连接的电流检测芯片，用于检测所述换能器接收到的交流电的电流值，并将所述电流值进行模数转换；

输入端与所述电流检测芯片的输出端连接，输出端与所述处理器的输入端连接的电能调理电路，用于将经过模数转换的所述电流值进行预设类型的电能调理后传输至所述处理器，以便处理器进行后续处理。

优选地，所述电能调理电路包括第一电阻以及第一电容；

所述电能检测芯片的输出端分别与所述第一电阻的第一端、所述第一电容的第一端以及所述处理器的输入端连接，所述第一电阻的第二端以及所述第一电容的第二端共同接地。

优选地，所述电能调理电路还包括限流子电路以及滤波子电路；

所述限流子电路的输入端分别与所述电能检测芯片的输出端、所述第一电阻的第一端以及所述第一电容的第一端连接，所述限流子电路的输出端与所述滤波子电路的输入端连接，所述滤波子电路的输出端作为所述电能调理电路的输出端；

所述限流子电路用于降低所述电流值，所述滤波子电路用于防止所述超声理疗设备中的其他电路对所述电流值产生干扰。

优选地，所述限流子电路包括电感以及第二电阻；

所述电感的第一端作为所述限流子电路的输入端，所述电感的第二端与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端作为所述限流子电路的输出端。

优选地，所述滤波子电路包括第二电容；

所述第二电容的第一端作为所述滤波子电路的输入端以及输出端，所述第二电容的第二端接地。

优选地，所述根据所述功率值以及所述换能器输入端的电功率目标值调整电功率设定值具体为：

根据所述功率值以及所述换能器输入端的电功率目标值，通过比例积分微分PID运算调整电功率设定值。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种超声理疗设备，包括如上任一项所述的超声波功率的控制装置。

本发明提供了一种超声波功率的控制装置，由于本发明在现有技术的基础之上，设置了功率检测模块用以检测换能器接收到的交流电的电流值，并可以将其反馈给处理器进行电功率设定值的调整，从而形成了一个闭环控制系统，能够及时地对换能器接收到的交流电的电功率进行校正，使其等于电功率目标值，以便达到精准控制超声波功率的目的，提高了超声波功率的准确性，提升了超声理疗设备的理疗效果。

本发明还提供了一种超声理疗设备，具有如上超声波功率的控制装置相同的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种超声波功率的控制装置的结构示意图；

图2为本发明提供的另一种超声波功率的控制装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种超声波功率的控制装置，提高了超声波功率的准确性，提升了超声理疗设备的理疗效果；本发明的另一核心是提供一种包括上述超声波功率的控制装置的超声理疗设备，提高了超声波功率的准确性，提升了超声理疗设备的理疗效果。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，图1为本发明提供的一种超声波功率的控制装置的结构示意图，包括：

与超声理疗设备中换能器的输入端连接的功率检测模块1，用于检测换能器接收到的交流电的功率值；

处理器2，用于根据功率值以及换能器输入端的电功率目标值调整电功率设定值，并根据调整后的电功率设定值控制超声理疗设备中的电功率控制模块，以便功率值等于电功率目标值。

具体的，考虑到上述背景技术中的技术问题，本发明实施例中，功率检测模块1能够检测换能器接收到的交流电的功率值，由于处理器2控制电功率控制模块的初衷是想使得电功率控制模块输出的交流电，也即换能器接收到的交流电的电功率为电功率目标值，因此通过功率检测模块1即可快速地确定出换能器是否接收到了电功率为电功率目标值的交流电，若是，则证明换能器可以输出预期功率的超声波，否则的话换能器则不可以输出预期功率的超声波。

具体的，通常情况下，处理器2向电功率控制模块发送的电功率设定值可以约等于电功率目标值，电功率控制模块根据电功率设定值进行一系列的电功率处理后，输出的交流电的功率值通常情况下会与电功率目标值有一定的偏差，但是现有技术中的开环控制系统无法对换能器输出的交流电的功率值进行调整，从而导致了输出的超声波的功率值也有所偏差，产生了如上背景技术中的技术问题。

其中，本发明实施例中的处理器2可以根据反馈得到的功率值以及换能器输入端的电功率目标值来调整电功率设定值，具体的调整过程可以有多种类型，例如功率值比电功率目标值偏小X，那么处理器2便可以在上次的电功率设定值的基础上，将增大X后的电功率设定值作为新的电功率设定值，并根据新的电功率设定值控制电功率控制模块，那么此次电功率控制模块输出的交流电的功率值便肯定会较上次增大，减少了功率值与电功率目标值之间的偏差，如此往复地进行多次调整后，那么最终便会使得功率值等于电功率目标值，也即使得输出的超声波的功率值等于预期功率。

其中，上述提到了功率值等于电功率目标值并不一定是完全相等，可以是功率值与电功率目标值的差值的绝对值小于预设阈值，也就是说功率值与电功率目标值的偏差在一定较小的范围内即可。

另外，在每次开启超声理疗设备后，且在一种档位下(代表设定了一种输出的超声波功率的要求，例如5W)，可以连续地检测并调整电功率设定值，每当检测得到功率值后便可以与电功率目标值进行对比，若在连续预设次数的情况下，功率值与电功率目标值的差值均小于预设阈值，那么处理器2便可以在此次超声理疗设备的档位下均依靠此时的电功率设定值来控制电功率控制模块，并且可以控制功率检测模块1无需再继续进行检测，直至档位发生变化或者超声理疗设备重启，才会再次启动功率检测模块1对电功率设定值进行调整，如此一来便节约了计算资源，减少了功率检测模块1以及处理器2的工作时长，增长了两者的使用寿命。

本发明提供了一种超声波功率的控制装置，由于本发明在现有技术的基础之上，设置了功率检测模块用以检测换能器接收到的交流电的电流值，并可以将其反馈给处理器进行电功率设定值的调整，从而形成了一个闭环控制系统，能够及时地对换能器接收到的交流电的电功率进行校正，使其等于电功率目标值，以便达到精准控制超声波功率的目的，提高了超声波功率的准确性，提升了超声理疗设备的理疗效果。

为了更好地对本发明实施例进行说明，请参考图2，图2为本发明提供的另一种超声波功率的控制装置的结构示意图，在上述实施例的基础上：

作为一种优选的实施例，功率检测模块1包括：

检测端与超声理疗设备中换能器的输入端连接的电流检测芯片11，用于检测换能器接收到的交流电的电流值，并将电流值进行模数转换；

输入端与电流检测芯片11的输出端连接，输出端与处理器2的输入端连接的电能调理电路12，用于将经过模数转换的电流值进行预设类型的电能调理后传输至处理器2，以便处理器2进行后续处理。

具体的，由于超声理疗设备中的交流电的电压是固定的，因此仅需要借助交流电的其他参数来检测换能器输入端的电功率，本发明实施例中可以通过检测换能器输入端的电流值，便可以据此计算出交流电的功率值，电流值的检测非常简单方便且成本较低。

当然，除了检测电流值外，还可以通过检测交流电的其他参数来计算出换能器输入端的电功率，本发明实施例在此不做限定。

具体的，电流检测芯片11具有成本低、体积小以及寿命长等优点。

当然，除了电流检测芯片11外，检测电流的装置还可以为其他类型，本发明实施例在此不做限定。

其中，预设类型的电能调理可以包含多种，例如可以包括滤波等电能调理等，可以便于处理器2得到精准的电流值并进行后续的处理，本发明实施例在此不做限定。

作为一种优选的实施例，电能调理电路12包括第一电阻R1以及第一电容C1；

电能检测芯片的输出端分别与第一电阻R1的第一端、第一电容C1的第一端以及处理器2的输入端连接，第一电阻R1的第二端以及第一电容C1的第二端共同接地。

具体的，第一电阻R1以及第一电容C1可以组成滤波电路，滤波电路可以滤除电流值中的杂波，便于处理器2接收到不受干扰的电流值，并进行精确地计算，有利于提高控制的精确性，本发明实施例在此不做限定。

作为一种优选的实施例，电能调理电路12还包括限流子电路以及滤波子电路；

限流子电路的输入端分别与电能检测芯片的输出端、第一电阻R1的第一端以及第一电容C1的第一端连接，限流子电路的输出端与滤波子电路的输入端连接，滤波子电路的输出端作为电能调理电路12的输出端；

限流子电路用于降低电流值，滤波子电路用于防止超声理疗设备中的其他电路对电流值产生干扰。

具体的，限流可以防止回路中的电流过高，以免对某些器件造成损坏，而滤波子电路可以防止超声理疗设备中的其他电路对电流值产生干扰，进一步地提高了处理器2控制的精确性。

当然，除了限流子电路以及滤波子电路外，电能调理电路12还可以包括其他多种类型的电路，本发明实施例在此不做限定。

作为一种优选的实施例，限流子电路包括电感L以及第二电阻R2；

电感L的第一端作为限流子电路的输入端，电感L的第二端与第二电阻R2的第一端连接，第二电阻R2的第二端作为限流子电路的输出端。

具体的，电感L以及第二电阻R2均具有限流的作用，且电感L还具有防止回路中的电流突变的作用，提高了电路的稳定性。

当然，除了本发明实施例中列举的电感L以及第二电阻R2的形式外，限流子电路还可以为其他类型，本发明实施例在此不做限定。

作为一种优选的实施例，滤波子电路包括第二电容C2；

第二电容C2的第一端作为滤波子电路的输入端以及输出端，第二电容C2的第二端接地。

具体的，第二电容C2具有结构简单、成本低以及滤波效果好等优点。

当然，除了第二电容C2外，滤波子电路还可以为其他类型，本发明实施例在此不做限定。

作为一种优选的实施例，根据功率值以及换能器输入端的电功率目标值调整电功率设定值具体为：

根据功率值以及换能器输入端的电功率目标值，通过比例积分微分PID运算调整电功率设定值。

具体的，PID(Packet Identifier)运算具有速度快以及准确度高等优点。

当然，除了PID运算外，还可以通过其他的运算方法对电功率设定值进行调整，本发明实施例在此不做限定。

本发明还提供了一种超声理疗设备，包括如上任一项的超声波功率的控制装置。

对于本发明实施例中的超声理疗设备的介绍请参照前述的超声波功率的控制装置实施例，本发明实施例在此不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种超声波功率的控制装置，应用于超声理疗设备，其特征在于，包括：

与所述超声理疗设备中换能器的输入端连接的功率检测模块，用于检测所述换能器接收到的交流电的功率值；

处理器，用于根据所述功率值以及所述换能器输入端的电功率目标值调整电功率设定值，并根据调整后的所述电功率设定值控制所述超声理疗设备中的电功率控制模块，以便所述功率值等于所述电功率目标值。

2.根据权利要求1所述的超声波功率的控制装置，其特征在于，所述功率检测模块包括：

检测端与所述超声理疗设备中换能器的输入端连接的电流检测芯片，用于检测所述换能器接收到的交流电的电流值，并将所述电流值进行模数转换；

输入端与所述电流检测芯片的输出端连接，输出端与所述处理器的输入端连接的电能调理电路，用于将经过模数转换的所述电流值进行预设类型的电能调理后传输至所述处理器，以便处理器进行后续处理。

3.根据权利要求2所述的超声波功率的控制装置，其特征在于，所述电能调理电路包括第一电阻以及第一电容；

所述电能检测芯片的输出端分别与所述第一电阻的第一端、所述第一电容的第一端以及所述处理器的输入端连接，所述第一电阻的第二端以及所述第一电容的第二端共同接地。

4.根据权利要求3所述的超声波功率的控制装置，其特征在于，所述电能调理电路还包括限流子电路以及滤波子电路；

所述限流子电路的输入端分别与所述电能检测芯片的输出端、所述第一电阻的第一端以及所述第一电容的第一端连接，所述限流子电路的输出端与所述滤波子电路的输入端连接，所述滤波子电路的输出端作为所述电能调理电路的输出端；

所述限流子电路用于降低所述电流值，所述滤波子电路用于防止所述超声理疗设备中的其他电路对所述电流值产生干扰。

5.根据权利要求4所述的超声波功率的控制装置，其特征在于，所述限流子电路包括电感以及第二电阻；

所述电感的第一端作为所述限流子电路的输入端，所述电感的第二端与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端作为所述限流子电路的输出端。

6.根据权利要求4所述的超声波功率的控制装置，其特征在于，所述滤波子电路包括第二电容；

所述第二电容的第一端作为所述滤波子电路的输入端以及输出端，所述第二电容的第二端接地。

7.根据权利要求1至6任一项所述的超声波功率的控制装置，其特征在于，所述根据所述功率值以及所述换能器输入端的电功率目标值调整电功率设定值具体为：

根据所述功率值以及所述换能器输入端的电功率目标值，通过比例积分微分PID运算调整电功率设定值。

8.一种超声理疗设备，其特征在于，包括如权利要求1至7任一项所述的超声波功率的控制装置。

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